Mình giải ra đáp số rồi mà không biết đúng hay sai nữa, khó quá.
Cho 2 số thực \(a,b(a,b \in (0;1))\)và thỏa mãn: \((a^3+b^3)(a+b)=ab(1-a)(1-b)\) Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức \(P=\frac{1}{\sqrt{1+a^2}}+\frac{1}{\sqrt{1+b^2}}+3ab-a^2-b^2\)
\(gt\Leftrightarrow \frac{(a^3+b^3)(a+b)}{ab}=(1-a)(1-b)(*)\) vì \(\frac{(a^3+b^3)(a+b)}{ab}=\left ( \frac{a^2}{b}+\frac{b^2}{a} \right )(a+b)\geq 2\sqrt{ab}.2\sqrt{ab}=4ab\) \((1-a)(1-b)=1-(a+b)+ab\leq 1-2\sqrt{ab}+ab\), khi đó từ (*) suy ra \(4ab\leq 1-2\sqrt{ab}+ab\), đặt t=ab (đk t > 0) ta được: \(4t\leq 1-2\sqrt{t}+t\Leftrightarrow 2\sqrt{t}\leq 1-3t\Leftrightarrow \left\{\begin{matrix} 0< t\leq \frac{1}{3}\\ 4t\leq (1-3t)^2 \end{matrix}\right.\Leftrightarrow 0< t\leq \frac{1}{9}\) Ta có: \(\frac{1}{1+a^2}+\frac{1}{1+b^2}\leq \frac{2}{1+ab}\) \(\Leftrightarrow \left ( \frac{1}{1+a^2} -\frac{1}{1+ab} \right )+\left ( \frac{1}{1+b^2} -\frac{1}{1+ab} \right )\leq 0\) \(\Leftrightarrow \frac{(a-b)^2(ab-1)}{(1+ab)(1+a^2)(1+b^2)}\leq 0\) luôn đúng với mọi \(a,b \in (0;1)\) dấu "=" xảy ra khi a = b vì \(\frac{1}{\sqrt{1+a^2}}+\frac{1}{\sqrt{1+b^2}}\leq \sqrt{2\left ( \frac{1}{1+a^2}+ \frac{1}{1+b^2} \right )}\leq \sqrt{2.\frac{2}{1+ab}}=\frac{2}{\sqrt{1+ab}}\) và \(3ab-a^2-b^2=ab-(a-b)^2\leq ab\) nên \(P\leq \frac{2}{\sqrt{1+ab}}+ab=\frac{2}{\sqrt{1+t}}+t\) Xét hàm số \(f(t)=\frac{2}{\sqrt{1+t}}+t\) với \(0 có \(f'(t)=1-\frac{1}{(1+t)\sqrt{1+t}}> 0, \ \forall \ 0< t\leq \frac{1}{9}\) \(\Rightarrow f(t)\leq f(\frac{1}{9})=\frac{6}{\sqrt{10}}+\frac{1}{9}\), dấu "=" xảy ra \(\left\{\begin{matrix} a=b\\ t=ab=\frac{1}{9} \end{matrix}\right.\Leftrightarrow a=b=\frac{1}{3}\) Vậy GTLN của P là \(\frac{6}{\sqrt{10}}+\frac{1}{9}\) đạt được tại \(a=b=\frac{1}{3}\)